專利名稱：基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多接口移動節(jié)點(diǎn)的地址選擇系統(tǒng)，特別是涉及一種基于移動IPv6的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是一些新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷出現(xiàn)，人們對信息的需求在內(nèi)容和獲取方式上也出現(xiàn)了變化，不再滿足于使用固定終端或單個移動終端連接到互聯(lián)網(wǎng)上，而是希望能使用移動終端，在運(yùn)動中仍可以從互聯(lián)網(wǎng)上連續(xù)的獲取信息。因此IETF于2004年提出了 RFC3775，即移動IPv6協(xié)議(Mobile IPv6，MIPv6)，它的出現(xiàn)使得單一接口的移動節(jié)點(diǎn)(mobile node, MN)在IPv6子網(wǎng)間移動時可以保持其通信的連續(xù)性。 同時，無線技術(shù)也在快速發(fā)展，人們可以通過多種無線網(wǎng)絡(luò)在移動過程中接入到因特網(wǎng)，包括 WffAN(Wireless Wide Area Network，無線廣域網(wǎng)，如 GSM、GPRS、UMTS 等)、WMAN(Wireless Metropolitan Area Network,無線城域網(wǎng)，如 802. 16a/c/d/e/f/g/h/i/k 等)、WLAN (Wireless Local Area Network,無線局域網(wǎng)，如 802. lla/b/g/i/n/e/f/h 等)、WPAN (Wireless Personal Area Network,無線個人網(wǎng)絡(luò)，如 802. 15. I、802. 15. 2、802. 15. 3a、802. 15. 3b,802. 15. 4等)，通過多種無線接入方式接入因特網(wǎng)成為未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。但是單一網(wǎng)絡(luò)很難滿足不同類型業(yè)務(wù)對帶寬、時延等多方面的需要，同時也很難保證用戶對移動性的需求。而往往某個地方總會有一種或多種接入方式，如果能夠根據(jù)各 種接入方式不同的性能、代價等因素進(jìn)行合理的調(diào)整，選擇性價比較高的接入方式；或者同時利用多種接口接入方式，將能提供更大的帶寬以及更可靠的服務(wù)，因此，多接口移動節(jié)點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生。多接口移動節(jié)點(diǎn)具備多個網(wǎng)絡(luò)接口，可以同時接入不同的網(wǎng)絡(luò)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴⒊志眯缘确矫婢哂忻黠@的優(yōu)勢，也是支持泛在、異構(gòu)的移動性管理技術(shù)的研究的研究方向之一。與此同時，全球范圍內(nèi)存在多種無線接入網(wǎng)絡(luò)，但是單一網(wǎng)絡(luò)很難滿足不同類型業(yè)務(wù)對帶寬、時延等多方面的需要，同時也很難保證用戶對移動性的需求。如果移動節(jié)點(diǎn)只具備單一的網(wǎng)絡(luò)接口，將很難保證其通信的連續(xù)性和高效性。因此需要具備不同類型的網(wǎng)絡(luò)接口、可以同時接入多個網(wǎng)絡(luò)的移動節(jié)點(diǎn)。多接口移動節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)將可以更好的實(shí)現(xiàn)持久以及廣域網(wǎng)絡(luò)的可連接性，同時能夠提供更大的帶寬以及更可靠的服務(wù)。多接口移動節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在(I)持久和連續(xù)的通信當(dāng)前，不同的無線技術(shù)有不同的覆蓋范圍。如IEEE802. Ilb典型的覆蓋范圍是100m，而GPRS基站通常覆蓋范圍是1km。如果配置了衛(wèi)星接入的移動節(jié)點(diǎn)即使在很大范圍內(nèi)移動，也可以保持連接。這樣，就有可能使得移動終端同時使用多種無線技術(shù)來保持通信的連通性和持久性。例如，一個移動節(jié)點(diǎn)同時配置了 GPRS和IEEE802. lib。當(dāng)這個移動節(jié)點(diǎn)在IEEE802. Ilb熱點(diǎn)時，它可以通過IEEE802. Ilb接口接入互聯(lián)網(wǎng)，享受高帶寬服務(wù)。如果它移動到IEEE802. Ilb接入點(diǎn)(Aceess point, AP)范圍之外時，它可以使用GPRS接口來保持互聯(lián)網(wǎng)的連接。(2)負(fù)載均衡當(dāng)多個接口同時接入互聯(lián)網(wǎng)時，移動節(jié)點(diǎn)可以同時經(jīng)過多條路徑接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。這樣可以通過對負(fù)載進(jìn)行合理的分配，從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的?？捎玫男诺缼捄蛽砣闆r是進(jìn)行決策的重要參考因素。⑶可靠性擁有多種接口的移動節(jié)點(diǎn)可以通過多個獨(dú)立的連接接入互聯(lián)網(wǎng)。這樣，移動節(jié)點(diǎn)就可以達(dá)到一定程度的冗余，使得它可以容忍一定的網(wǎng)絡(luò)失敗，增加了通信的可靠性。(4)帶寬聚合當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)具有多種接入方式時，可以同時利用這些接口以增加可用帶寬。例如 某業(yè)務(wù)需要4M的帶寬，接口 I和接口 2的帶寬都是2M,單一的接口并不能滿足業(yè)務(wù)的需求，此時可以同時利用接口 I和2進(jìn)行該業(yè)務(wù)的傳送，以達(dá)到帶寬聚合的目的。(5)優(yōu)先級設(shè)定多接口移動節(jié)點(diǎn)，可以向用戶提供基于費(fèi)用、效率、策略、帶寬需求、時延等因素，選擇傳輸技術(shù)或者接入網(wǎng)絡(luò)的能力。然而，由于標(biāo)準(zhǔn)的移動IPv6協(xié)議不具備同時處理多個家鄉(xiāng)地址或者轉(zhuǎn)交地址的能力，目前仍缺乏對移動節(jié)點(diǎn)同時使用多個接口、多個地址的支持。在多接口移動節(jié)點(diǎn)與移動口結(jié)合時，就會因此產(chǎn)生許多問題，例如地址改變問題以及如何在多個地址中選取合理地址進(jìn)行通信的問題。因此，需要一種方案來選取合適的地址用于通信。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠綜合考慮鏈路及接口狀態(tài)、業(yè)務(wù)屬性及用戶喜好等多種因素的基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)，包括多接口地址列表，設(shè)置于移動節(jié)點(diǎn)處，用于記錄移動節(jié)點(diǎn)多個接口的信息；列表管理模塊，用于維護(hù)和管理多接口地址列表中的內(nèi)容；決策模塊，用于讀取多接口地址列表信息并綜合考慮業(yè)務(wù)屬性等內(nèi)容，進(jìn)行地址選擇并作出決策。所述列表管理模塊中設(shè)置了用戶設(shè)定選項(xiàng)，用以方便用戶手動修改所述多接口地址列表中的參數(shù)。進(jìn)一步地所述多接口列表中設(shè)置了流屬性相關(guān)的選項(xiàng)，該選項(xiàng)可根據(jù)通信流的屬性設(shè)定，如端口號。當(dāng)用戶修改選項(xiàng)或者定時器到時或者所述移動節(jié)點(diǎn)地址改變時，所述列表管理模塊修改更新多接口地址列表。本發(fā)明的有益之處在于本發(fā)明的基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)能夠綜合考慮鏈路和接口特性、業(yè)務(wù)屬性、用戶喜好及通信流的相關(guān)屬性，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率，同時加強(qiáng)了通信的安全性。


圖I為本發(fā)明的基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中的列表管理模塊的處理流程圖；圖3為基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地址選擇的消息流程圖。
具體實(shí)施例方式多接口移動節(jié)點(diǎn)，可以同時接入多個網(wǎng)絡(luò)，因此可能具有一個或多個家鄉(xiāng)地址，而每個家鄉(xiāng)地址上又可能綁定有一個或多個轉(zhuǎn)交地址。當(dāng)IPv6通信建立的時候，需要選取一個合適的地址進(jìn)行通信。由于不同的網(wǎng)絡(luò)鏈路有不同的帶寬和時延，如果業(yè)務(wù)不能有效的分配，可能會導(dǎo)致一個接口出現(xiàn)擁塞而其他接口空閑的情況。此外，地址選擇問題涉及到很多方面的因素，比如目的前綴，接口類型，鏈路特性、用戶喜好等等。因此需要地址選擇系統(tǒng)來權(quán)衡這些因素，選出恰當(dāng)?shù)牡刂?，作為MN的通信地址。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖I為本發(fā)明的基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該地址選擇系統(tǒng)包括三個模塊I.多接口地址列表(Multi-interface Address List),用于記錄移動節(jié)點(diǎn)多個接口的信息；2.列表管理模塊，負(fù)責(zé)對多接口地址列表中的內(nèi)容進(jìn)行插入、刪除、修改等方面的維護(hù)和管理工作；3.決策模塊綜合考慮業(yè)務(wù)屬性、多接口地址列表等各項(xiàng)內(nèi)容，進(jìn)行地址選擇過程。其中如圖I所示，移動節(jié)點(diǎn)具有多個無線接口 網(wǎng)絡(luò)接口 I、……網(wǎng)絡(luò)接口 n，這些接口分別向鏈路管理模塊報告各自的狀態(tài)信息，包括無線鏈路質(zhì)量、帶寬、延時、能耗等。列表管理模塊從中提取系統(tǒng)關(guān)注的鏈路及接口參數(shù)，并將這些信息寫入多接口地址列表，并進(jìn)行定期、動態(tài)的更新(包括刪除、插入、修改等操作)，以確保多接口地址列表內(nèi)信息的準(zhǔn)確性和有效性。同時，用戶可通過列表管理模塊手動修改多接口地址列表中的相應(yīng)參數(shù)(例如用戶設(shè)定選項(xiàng))。 列表管理模塊從鏈路層獲取鏈路和接口相關(guān)屬性，提取出系統(tǒng)所關(guān)注的部分，定期維護(hù)多接口列表。同時，還接收從用戶來的消息，更改用戶設(shè)定選項(xiàng)，其工作主要包括三部分增加一個地址項(xiàng)；刪除一個地址項(xiàng)；修改地址參數(shù)。其基本流程如圖2所示。在三種條件下，可能觸發(fā)列表管理模塊對列表的操作，即用戶修改選項(xiàng)、定時器到時、麗地址改變。其中，用戶修改選項(xiàng)條件出現(xiàn)時，主要修改多接口地址列表中的用戶設(shè)定選項(xiàng)以及能耗選項(xiàng)。定時器到時后，列表管理模塊檢查鏈路和接口狀態(tài)，如果有改變，需要對列表中的優(yōu)先級選項(xiàng)進(jìn)行修改。若MN地址發(fā)生改變，例如回到家鄉(xiāng)或者轉(zhuǎn)移到其他外地網(wǎng)絡(luò)時，需要修改列表中的地址選項(xiàng)，以及其他相應(yīng)參數(shù)。決策模塊是本系統(tǒng)的核心。當(dāng)有業(yè)務(wù)到來時，該模塊查詢多接口地址列表的相應(yīng)參數(shù)，同時結(jié)合從上層接收業(yè)務(wù)屬性參數(shù)，例如服務(wù)類型等，進(jìn)行地址選擇過程。決策模塊綜合各個參數(shù)，根據(jù)一定的策略，選出最優(yōu)的地址，并將此結(jié)果傳遞給鏈路管理模塊，作為當(dāng)前應(yīng)用的地址選擇的結(jié)果。最后，發(fā)送相應(yīng)的消息，通知家鄉(xiāng)代理以及通信對端(Correspondent Node)。另外，本發(fā)明考慮到用戶可能會根據(jù)實(shí)際需要如網(wǎng)絡(luò)狀況或費(fèi)率等來設(shè)定優(yōu)先使用的地址，特別在列表管理模塊設(shè)置了用戶設(shè)定選項(xiàng)，以方便用戶手動修改多接口地址列表中的相應(yīng)參數(shù)。同時，考慮到某些業(yè)務(wù)更適合在特殊的鏈路層上傳輸以及在多個接口間的負(fù)載分擔(dān)的問題，本發(fā)明在多接口列表中引入了流屬性相關(guān)的選項(xiàng)，該選項(xiàng)可根據(jù)通信流的屬性設(shè)定，比如可以設(shè)定屬性為發(fā)送或接收端口，即可根據(jù)端口號將流分配到不同的地址上。這樣，就可以通過某些特定的接口，如SSH協(xié)議端口號22和HTTPS協(xié)議端口號443傳送安全的數(shù)據(jù)流，增加了通信的安全性。此外，該選項(xiàng)的設(shè)定也方便與流綁定協(xié)議相結(jié)合，以更好的發(fā)揮其作用。圖2為本發(fā)明的地址選擇系統(tǒng)中的列表管理模塊的處理流程圖。如圖所示，當(dāng)用 戶修改選項(xiàng)或者定時器到時或者麗地址改變時，都可能觸發(fā)列表管理模塊對多接口地址列表的操作。其中，當(dāng)用戶修改選項(xiàng)時，列表管理模塊主要是修改多接口地址列表中的用戶設(shè)定選項(xiàng)以及能耗選項(xiàng)；當(dāng)定時器到時時，列表管理模塊檢查鏈路和接口狀態(tài)，如果有改變，則修改更新多接口地址列表中的優(yōu)先級選項(xiàng)；當(dāng)MN地址發(fā)生改變，如回到家鄉(xiāng)或者轉(zhuǎn)移到其他外地網(wǎng)絡(luò)時，則修改更新列表中的地址選項(xiàng)，以及其他相應(yīng)參數(shù)。多接口 MN由于具有多個地址，因而在提供負(fù)載分擔(dān)和負(fù)載均衡的可能性的同時，也加大了對地址管理的復(fù)雜程度。為了在MN發(fā)起通信時，能夠快速選取恰當(dāng)?shù)牡刂罚托枰獙ζ涠鄠€地址進(jìn)行管理和排序，因此在MN處增加了一個新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)多接口地址列表(Multi-interface Address List,簡稱MIAL)。通過該列表，MN可以在綜合考慮用戶喜好、目的前綴以及鏈路和接口特性等因素的基礎(chǔ)上，選擇用于同CN(Correspondent Node,通信對端)進(jìn)行通信的地址。圖3為基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)進(jìn)行地址選擇的消息流程圖。如圖當(dāng)MN在網(wǎng)絡(luò)中移動時,它通過路由公告信息RA (Route Advertisement)來判斷它的特定接口是在家鄉(xiāng)鏈路還是外地鏈路上。MN將此接口的家鄉(xiāng)地址的前綴與所接收到的所有路由公告的網(wǎng)絡(luò)前綴作比較，如果其中的一個前綴與MN的家鄉(xiāng)地址相匹配，那么MN就確認(rèn)為該接口仍連接在它的家鄉(xiāng)鏈路上。反之，MN確認(rèn)對應(yīng)的接口在外地鏈路上。若麗某一個接口連接在外地鏈路上，它可以通過有狀態(tài)自動配置或無狀態(tài)自動配置來獲得一個地址，稱為轉(zhuǎn)交地址。在家鄉(xiāng)地址與轉(zhuǎn)交地址之間的映射稱為綁定。麗每獲得一個新的轉(zhuǎn)交地址，必須把該新的轉(zhuǎn)交地址通過綁定更新消息發(fā)回給其家鄉(xiāng)代理HA (Home Agent)。HA需要跟蹤所有注冊MN的移動情況，并把這些信息記錄到內(nèi)存里，稱為綁定緩存。麗完成在HA的注冊后，麗更新其多接口地址列表。麗發(fā)起通信時，它根據(jù)通信流從其多接口地址列表中選出合適的地址，與CN進(jìn)行多綁定注冊過程，并將相應(yīng)的信息寫入BID(網(wǎng)橋ID)的優(yōu)先級選項(xiàng)以及流識別選項(xiàng)(Flow Identification Option)中，然后MN向CN發(fā)送包含此選項(xiàng)的綁定更新信息，并將CN加入由MN維護(hù)的對應(yīng)接口的綁定更新成員表中。當(dāng)CN要與麗通信時，CN發(fā)出一個目的地址為MN某個接口的家鄉(xiāng)地址的數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包被路由到該接口的本地鏈路，并被HA截獲，然后HA將此分組數(shù)據(jù)通過隧道發(fā)往MN對應(yīng)接口的轉(zhuǎn)發(fā)地址，MN收到后解封裝得到原數(shù)據(jù)包，MN隨后將地址選擇過程的結(jié)果寫入BID子選項(xiàng)的優(yōu)先級項(xiàng)中。當(dāng)MN給CN發(fā)響應(yīng)數(shù)據(jù)包時，捎帶上該綁定更新信息，同時將選出的最優(yōu)地址與CN進(jìn)行多綁定注冊，CN完成與MN的多綁定注冊后，更新其綁定緩存，并根據(jù)流識別選項(xiàng)以及BID中的優(yōu)先級選項(xiàng)，選擇出最合適的地址發(fā)送數(shù)據(jù)包，此后，CN可以不通過HA而直接將分組數(shù)據(jù)路由到MN，稱為路由優(yōu)化。另外，CN還可以通過雙向隧道的方式同麗進(jìn)行通信，同MIPv4相同，CN發(fā)出的所有數(shù)據(jù)包都發(fā)送到HA處，再由HA通過隧道發(fā)送給麗。當(dāng)MN的該接口移動到其它外地鏈路時，MN將獲得一個新的轉(zhuǎn)交地址，它要進(jìn)行重新注冊。此時不僅要向HA登記綁定更新信息，而且還要與此接口通信的每一個CN發(fā)送綁定更新信息，以便它們能夠隨時跟蹤MN。當(dāng)麗的該接口回到本地鏈路時，它會向CN發(fā)出請求，以取消其一切地址綁定。本發(fā)明的基于移動IPv6的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)，綜合考慮了鏈路及接口狀態(tài)、業(yè)務(wù)屬性、用戶喜好以及通信流的相關(guān)屬性等，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率，同時加強(qiáng)了通信的安全性。 以上所述是本發(fā)明的較佳實(shí)施例及其所運(yùn)用的技術(shù)原理，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)，其特征在于包括 多接口地址列表，設(shè)置于移動節(jié)點(diǎn)處，用于記錄移動節(jié)點(diǎn)多個接口的信息； 列表管理模塊，用于維護(hù)和管理多接口地址列表中的內(nèi)容； 決策模塊，用于讀取多接口地址列表信息并綜合考慮業(yè)務(wù)屬性等內(nèi)容，進(jìn)行地址選擇并作出決策； 所述列表管理模塊中設(shè)置了用戶設(shè)定選項(xiàng)，用以方便用戶手動修改所述多接口地址列表中的參數(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)，其特征在于 所述多接口列表中設(shè)置了流屬性相關(guān)的選項(xiàng)，該選項(xiàng)根據(jù)通信流的屬性設(shè)定。
3.如權(quán)利要求I所述的基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)，其特征在于 當(dāng)用戶修改選項(xiàng)或者定時器到時或者所述移動節(jié)點(diǎn)地址改變時，所述列表管理模塊修改更新多接口地址列表。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于移動IPv6協(xié)議的多接口移動節(jié)點(diǎn)地址選擇系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多接口地址列表，設(shè)置于移動節(jié)點(diǎn)處，用于記錄移動節(jié)點(diǎn)多個接口的信息；列表管理模塊，用于維護(hù)和管理多接口地址列表中的內(nèi)容；決策模塊，用于讀取多接口地址列表信息并綜合考慮業(yè)務(wù)屬性等內(nèi)容，進(jìn)行地址選擇并作出決策。列表管理模塊中設(shè)置了用戶設(shè)定選項(xiàng)，用以方便用戶手動修改所述多接口地址列表中的參數(shù)，多接口列表中設(shè)置了流屬性相關(guān)的選項(xiàng)，該選項(xiàng)可根據(jù)通信流的屬性設(shè)定，如端口號等。本發(fā)明能夠綜合考慮鏈路和接口特性、業(yè)務(wù)屬性、用戶喜好及通信流的相關(guān)屬性等，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載分擔(dān)，提高了數(shù)據(jù)的傳輸效率，同時增強(qiáng)了通信的安全性。
文檔編號H04L29/12GK102724055SQ20111021349
公開日2012年10月10日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉 東, 劉銘, 步日欣, 程遠(yuǎn), 董偉, 谷晨 申請人:北京天地互連信息技術(shù)有限公司